由于工业环境对工业控制网络可靠性的要求很高，因此工业以太网的冗余功能应运而生。从快速生成树冗余(RSTP)、环网冗余(RapidRing)到主干冗余(Trunking)，都有各自不同的优势和特点，控制工程师可以根据自己的需求进行选择。

　　集线器

　　很多人都用过这种简易设备去连接各种基于以太网的设备，比如个人计算机、可编程控制器等，集线器受到来自某一端口的消息之后，就会将消息广播到其他端口。

　　来自任何一个端口的消息都会被集线器传递到其他端口。在消息传递方面，集线器效率低，可能会出现消息的冲突。然而，集线器的使用时非常方便的，即插即用。集线器没有华而不实的功能，也没有冗余功能。

　　非管理型交换机

　　从集线器发展出一种叫做非管理型交换机的设备，它能实现消息从一个端口到另一个端口的路由功能，相对集线器更加智能化。非管理型交换机能自动探测每台网络设备的网络速度。另外，它具有一种称为“MAC地址表”的功能，能识别和记忆网络中的设备。

　　也就是说，如果端口2收到一条带有特定识别码的消息，此后交换机会将所有具有那种特定识别码的消息发送到端口2。这样就可以避免消息冲突，提高传输性能，相对集线器上一次进步。然而，非管理型交换器不能实现任何形式的通信检测和冗余配置功能。

　　管理型交换机

　　以太网连接设备发展的下一代产品是管理型交换机。前两代产品而言，管理型交换机已经具备很多复杂的功能，造价也更昂贵，通常是一台非管理型机器的3-4倍。管理型交换机可以通过基于网络接口实现完全配置。它可以自动与网络设备交互，也可以通过手动配置每个端口的网速和流量控制。

　　绝大多数管理型交换机通常也能提供一些高级功能，比如远程监视和配置的SNMP(简单网络管理协议)，用于诊断端口映射和确保优先级消息通过等排列功能。利用管理型交换机可以组建冗余网络;使用环形拓扑结构，管理交换机可以组成环形网络。

　　管理型冗余交换机

　　高级管理型冗余交换机在稳定性、安全性等方面进行了荣誉系统设计上的优化。构建冗余网络的主要方式有以下几种，STP、RSTP;环网冗余RapidRing。

　　1. STP及RSTP

　　STP是一个链路层协议，提供路径冗余和阻止网络循环发生。他强令备用数据路径为阻塞状态。如果有一条路径有故障，该拓扑结构能够借助激活备用路径重新配置及链路重构。网络中断恢复时间为30-60s之间。RSTP作为STP的升级，将网络中断恢复时间缩短到1-2s。生成树算法网络结构灵活，但其恢复速度比较慢。

　　2. 环网冗余RapidRing

　　为了能够满足工业控制网络实时性强的特点，RapidRing孕育而生。这死在以太网网络中使用环网提供高速冗余的一种技术。这个技术可以使网络在中断后300ms内自动恢复。并可以通过交换机的出错继电连接、状态显示灯和SNMP设置等方法来提醒用户出现的断网现象。

　　RapidRing也支持两个连在一起的环网，使网络拓扑更为灵活多样，两个环通过双通道连接，这些连接可以使冗余，避免单个线缆出错带带来的问题。

　　3. 主干冗余Trunking

　　将不同交换机的多个端口设置为Trunking主干端口，并建立连接，则这些交换机之间可以形成一个高速的骨干链接。不但成倍的提高了骨干链接的网络宽带，增强了网络吞吐量，还能提供冗余功能。

　　如果网络中的骨干链接产生断线等问题，那么网络中的数据会通过剩下的链接进行传递，保证网络的通讯正常。Trunking主干网络采用总线型和星型网络结构，理论通讯距离可以无限延长。该技术由于采用了硬件侦测和数据平衡方法，所以网络中断恢复时间进一步缩短，时间一般在10ms以下。

　　友联华十年专注光纤收发器和工作交换机等工业产品的研发，产品质量过硬，如果您对友联华产品感兴趣，请点击友联华官网查看更多产品信息。